基本放大电路.ppt

(2-1),第16章基本放大电路,(2-2),放大电路的目的是将微弱的变化信号不失真的放大成较大的信号。这里所讲的主要是电压放大电路。,电压放大电路可以用有输入口和输出口的四端网络表示，如图：,Au,(2-3),16.1基本放大电路的组成,三种三极管放大电路,共射极放大电路,共基极放大电路,共集电极放大电路,以共射极放大电路为例讲解工作原理,(2-4),放大元件iC=iB，工作在放大区，要保证集电结反偏，发射结正偏。,输入,输出,参考点,(2-5),作用：使发射结正偏，并提供适当的静态工作点。,基极电源与基极电阻,(2-6),集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。,(2-7),集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。,(2-8),耦合电容：电解电容，有极性。大小为10F50F,作用：隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出。,(2-9),可以省去,电路改进：采用单电源供电,(2-10),(2-11),符号规定,UA,大写字母、大写下标，表示直流量。,uA,小写字母、大写下标，表示交直流量。,ua,小写字母、小写下标，表示交流分量。,uA,ua,交直流量,交流分量,t,UA直流分量,(2-12),放大电路的分析方法,放大电路分析,静态分析,动态分析,估算法,图解法,微变等效电路法,图解法,(2-13),直流通路和交流通路,放大电路中各点的电压或电流都是在静态直流上附加了小的交流信号。,但是，电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。,交流通路：只考虑交流信号的分电路。直流通路：只考虑直流信号的分电路。信号的不同分量可以分别在不同的通路分析。,16.2放大电路的静态分析,(2-14),例：,对直流信号（只有+EC）,(2-15),对交流信号(输入信号ui),(2-16),由于电源的存在IB0,IC0,IBQ,ICQ,IEQ=IBQ+ICQ,静态工作点,(2-17),IBQ,ICQ,(ICQ,UCEQ),(IBQ,UBEQ),(2-18),(IBQ,UBEQ)和(ICQ,UCEQ)分别对应于输入输出特性曲线上的一个点称为静态工作点。,(2-19),16.2.1估算法,（1）根据直流通道估算IB,RB称为偏置电阻，IB称为偏置电流。,(2-20),（2）根据直流通道估算UCE、IB,IC,UCE,(2-21),直流负载线,IC,UCE,1.三极管的输出特性。,2.UCE=ECICRC。,直流负载线,与输出特性的交点就是Q点,IB,16.2.2图解法,(2-22),先估算IB，然后在输出特性曲线上作出直流负载线，与IB对应的输出特性曲线与直流负载线的交点就是Q点。,(2-23),例：用估算法计算静态工作点。,已知：EC=12V，RC=4k，RB=300k，=37.5。,解：,请注意电路中IB和IC的数量级。,(2-24),16.3放大电路的动态分析,16.3.1微变等效电路法,从输入回路看当信号很小时，将输入特性在小范围内近似线性。,uBE,对输入的小交流信号而言，三极管相当于电阻rbe。,rbe从几百欧到几千欧。,1.三极管的微变等效电路,(2-25),从输出回路看,所以：,(1)输出端相当于一个受ib控制的电流源。,(2)考虑uCE对iC的影响，输出端还要并联一个大电阻rce。,rce的含义,(2-26),rce很大，一般忽略。,c,b,e,三极管的微变等效电路,微变等效电路,(2-27),2、放大电路的微变等效电路,将交流通道中的三极管用微变等效电路代替:,(2-28),电压放大倍数的计算,特点：负载电阻越小，放大倍数越小。,(2-29),输入电阻的计算,对于为放大电路提供信号的信号源来说，放大电路是负载，这个负载的大小可以用输入电阻来表示。,电路的输入电阻越大，从信号源取得的电流越小，因此一般总是希望得到较大的的输入电阻。,(2-30),输出电阻的计算,对于负载而言，放大电路相当于信号源，可以将它进行戴维宁等效，戴维宁等效电路的内阻就是输出电阻。,计算输出电阻的方法：,所有独立电源置零，保留受控源，加压求流法。,(2-31),所以：,求输出电阻：,(2-32),IB,16.3.2图解法,(2-33),uCE的变化沿一条直线,(2-34),交流负载线,其中：,(2-35),iC和uCE是交直流量，与交流量ic和uce有如下关系,所以：,这条直线通过Q点，称为交流负载线。,(2-36),交流负载线的作法,IB,过Q点作一条直线，斜率为：,交流负载线,(2-37),各点波形,(2-38),失真分析,在放大电路中，输出信号应该成比例地放大输入信号（即线性放大）；如果两者不成比例，则输出信号不能反映输入信号的情况，放大电路产生非线性失真。,为了得到尽量大的输出信号，要把Q设置在交流负载线的中间部分。如果Q设置不合适，信号进入截止区或饱和区，则造成非线性失真。,下面将分析失真的原因。为简化分析，假设负载为空载(RL=)。,(2-39),uo,可输出的最大不失真信号,选择静态工作点,(2-40),uo,1.Q点过低，信号进入截止区,放大电路产生截止失真,ib失真,(2-41),2.Q点过高，信号进入饱和区,放大电路产生饱和失真,(2-42),实现放大的条件,1.晶体管必须偏置在放大区。发射结正偏，集电结反偏。,2.正确设置静态工作点，使整个波形处于放大区。,3.输入回路将变化的电压转化成变化的基极电流。,4.输出回路将变化的集电极电流转化成变化的集电极电压，经电容滤波只输出交流信号。,(2-43),如何判断一个电路是否能实现放大？,3.晶体管必须偏置在放大区。发射结